¡Feliz cumpleaños, Margaret Burbidge!

El astrónomo que nos enseñó que todos estamos hechos de polvo de estrellas celebra su centenario el 12 de agosto de 2019.

Margaret Burbidge, quien celebra su cumpleaños número 100 en agosto, tuvo una carrera larga y estelar en múltiples campos de la astrofísica. Uno de sus logros más significativos fue formular nuestra comprensión de la nucleosíntesis en las estrellas. Entre los cargos que ocupó en su vida fueron directora del Observatorio Royal Greenwich y presidenta de la Sociedad Astronómica Americana, ambos la primera vez que una mujer ocupó el puesto. La fotografía muestra a Burbidge en Dallas, Texas, en febrero de 1964.
Archivo de cielo y telescopio

"¡No puedes darle tiempo al telescopio para esta ciencia basura! ¿Quién se cree que es ella?", Exclamó un joven advenedizo al escuchar que un astrónomo anciano quería media noche con uno de los nuevos telescopios Keck para observar objetos que podrían refutar la teoría del Big Bang.

El Director del Observatorio, Joe Miller, se apresuró a poner al joven en su lugar: `` Simplemente busca a Margaret Burbidge, Margaret Burbidge, y sabrás quién es ella '', dijo. `` Si Margaret Burbidge quiere media noche para dibujar imágenes de Marte, se lo daré a ella '' si pensamos que es una locura o no, vamos a mostrar respeto a uno de los más grandes astrónomos del siglo XX.

Aunque la noche resultó estar nublada y ella no habría encontrado evidencia para apoyar una alternativa al Big Bang de todos modos, este episodio de mediados de la década de 1990 cuando Burbidge ya tenía 70 años es solo uno de muchos en una carrera de más de 60 años que resaltan la determinación de empujar las fronteras del conocimiento humano.

Margaret y Geoff se unieron con Willy Fowler (tercero desde la izquierda) y Fred Hoyle (a la derecha) para escribir uno de los documentos fundamentales de toda la astrofísica. No solo trabajaron juntos, sino que también jugaron juntos: aquí están celebrando el 60 cumpleaños de Fowler en julio de 1971, admirando su motor de tren modelo.
Máster y becarios del St John's College / Cambridge / Donald Clayton

Nacida como Eleanor Margaret Peachey en Davenport, Reino Unido, de padres químicos, Burbidge captó el error de astronomía temprano. "Se interesó por las estrellas cuando tenía tres o cuatro años", explica su hija, Sarah Burbidge. "Su familia tomó un ferry nocturno a Francia para pasar unas vacaciones, y por primera vez las estrellas eran claramente visibles para ella, y ella estaba enamorada".

Esta fascinación, combinada con un talento para las matemáticas, se desarrolló hasta el punto en que estaba leyendo los libros del astrónomo y matemático Sir James Jeans, un pariente lejano del lado de su madre, a la edad de 12 años. Luego estudió astronomía en la Universidad College London, graduándose en el verano de 1939 con poca ceremonia debido a la inminente nube de guerra.

En los años siguientes, la recién graduada dividió su tiempo entre el mantenimiento del Observatorio de la Universidad de Londres en Mill Hill en ausencia de los muchos científicos y técnicos que absorbieron el esfuerzo de guerra, fabricando instrumentos ópticos para las fuerzas armadas y estudios de posgrado.

Para su tesis doctoral, analizó los espectros de la estrella variable Gamma Cassiopeiae. Observó en las condiciones más duras, a menudo sola por la noche en un espacio estrecho debajo de una cúpula abierta y fría, a veces con el sonido de bombas voladoras que inducen el miedo a su alrededor. Sin embargo, nunca se quejó, ofreciendo el primer indicio de la firme determinación y la sed de conocimiento que más tarde la definiría: “Esas noches, de pie o sentadas en una escalera en la cúpula del reflector Wilson. . . cumplí mis primeros sueños ", recordó Burbidge más tarde en una memoria de 1994.

Burbidge realizó su investigación de doctorado durante los años de la Segunda Guerra Mundial. Entre las tareas de guerra, observó a Gamma Cassiopeiae en el Observatorio de la Universidad de Londres en Mill Hill Park. El telescopio fue donado por JG Wilson, y no debe confundirse con el Observatorio Mount Wilson en California. Mientras observaba la noche del 3 de agosto, Burbidge fue interrumpida dos veces por bombas que explotaron cerca, pero ninguno de los incidentes la sacudió, como se desprende de sus notas.
University College London Observatory

Los años inmediatamente posteriores a la Segunda Guerra Mundial terminarían definiendo la carrera del joven astrónomo. Además de dar clases de astronomía práctica en el techo del observatorio, a estudiantes que incluían a un estudiante entusiasta llamado Arthur C. Clarke, también asistió a conferencias de posgrado en física. Allí, ella inmediatamente se llevó bien con "una persona interesante" llamada Geoffrey (Geoff) Burbidge con quien se casaría solo seis meses después.

Desde afuera, la pareja formaba una pareja improbable. Geoff era un hombre grande con un carácter truculento e impaciente, mientras que Margaret era tan recatada y callada que Miller afirma: "Mi esposa siempre solía decir 'Si la reina Isabel alguna vez necesitara un sustituto, Margaret podría hacerlo'".

Pero las apariencias pueden engañar. Aunque Geoff tenía fuertes opiniones científicas y una inclinación por una discusión acalorada, era honesto, leal y mantenía amistades con colegas con quienes no estaba de acuerdo, e incluso los promovió. Y en cuanto a Margaret, "era el clásico puño de hierro debajo de su guante de terciopelo", dice Miller. "Ella sabía lo que sabía y creía firmemente, y se apegaría a sus principios".

Fructífera colaboración

De hecho, fue la pasión y el conocimiento de Margaret por la astronomía y la espectroscopía, el análisis de la luz de las estrellas por la longitud de onda, lo que llevó a Geoff a abandonar la física poco después de casarse, generando una colaboración ganadora que condujo a numerosas nuevas ideas sobre estrellas químicamente peculiares. En un estudio, realizaron el primer análisis espectral detallado de Alpha 2 Canum Venaticorum, ahora considerado el prototipo de una clase de estrellas variables que albergan fuertes campos magnéticos. Entre los numerosos resultados seminales en el documento, publicado en 1955, también mostraron que la estrella tenía, en promedio, una sobreabundancia de metales de tierras raras de aproximadamente 800 veces la del Sol. Este hallazgo despertó el interés del distinguido físico nuclear experimental William (Willy) Fowler. En ese momento, Fowler estaba pasando un año en Cambridge, Reino Unido, trabajando con Fred Hoyle. En 1946 y 1954, Hoyle publicó los primeros artículos en los que teorizó cómo las estrellas podrían forjar hidrógeno y helio en los elementos más pesados ​​que se encuentran en todo el universo, un concepto ahora conocido como nucleosíntesis estelar. Esto iba en contra de la noción establecida de que todos los elementos se derivaron del Big Bang.

El documento seminal "B 2 FH" sobre nucleosíntesis estelar, encabezado por Margaret Burbidge, fue citado con tanta frecuencia que los autores fueron referidos como "B2FH". Arriba hay un diagrama esquemático de los procesos nucleares por los cuales toma la síntesis de elementos en estrellas sitio. Este tour de force tiene 108 páginas.
EM Burbidge y col. / Reseñas de Modern Physics vol. 29, núm. 4, p. 547 (1957) / American Physical Society

Al ver cómo la investigación y la experiencia de Burbidges podrían ayudar a demostrar la idea de nucleosíntesis estelar de Hoyle, Fowler invitó a Geoff y a una embarazada Margaret a unirse a ellas en Cambridge. Inmediatamente hicieron clic: "No puedes imaginar lo divertido que fueron todos trabajando juntos", dice Sarah Burbidge. El año y medio siguiente fue una oleada de intensa actividad.

Aunque Margaret estaba tan avanzada en su embarazo que "Willy dijo que le preocupaba que ella" explotara "", dice Sarah, no la disuadió de hacer observaciones clave que ayudaron a identificar todos los procesos dentro de las estrellas que forman los elementos que pueblan tabla periódica (excepto la más ligera). Esto incluyó ampliar el trabajo anterior de Hoyle para mostrar cómo los elementos hasta el hierro podrían ser creados por las sucesivas etapas de la fusión nuclear a medida que evoluciona una estrella. También iluminaron cómo la captura rápida y lenta de neutrones, los procesos ry s, podrían explicar la abundancia observada de elementos más pesados ​​que el hierro.

El resultado de todos estos esfuerzos fue un documento de 108 páginas escrito por Margaret y Geoff junto con Fowler y Hoyle, y publicado en Reviews of Modern Physics en octubre de 1957. Mostró cómo se forman los elementos en varias etapas del ciclo de vida estelar, y quizás lo más importante es cómo la mayoría de los elementos que componen todo lo que nos rodea, y a nosotros mismos, se originan en las estrellas. "Este único documento sentó las bases de lo que está sucediendo en términos de la formación de los elementos químicos", resume Miller.

La “Síntesis de los elementos en las estrellas”, como se titulaba, popularizó rápidamente la idea de la nucleosíntesis estelar en la comunidad científica. Se hizo referencia al artículo con tanta frecuencia que más tarde simplemente se lo denominó B2FH (después de la primera letra del apellido de cada autor) para abreviar. Se convirtió y sigue siendo una contribución histórica a la astrofísica nuclear.

Sin embargo, el periódico no estuvo exento de controversia. Hoyle y Geoff fueron los principales defensores de la teoría del estado estacionario del universo. A diferencia de la teoría del Big Bang, en la que el universo observable tuvo un comienzo definido, el concepto de estado estacionario sostenía que el universo ha existido y siempre existirá. Es importante destacar que afirmó que el universo podría generar nueva materia, lo que demostró B2FH. Sin embargo, esta victoria para la comunidad de Steady State pronto se vería ahogada por un tsunami de evidencia a favor de la imagen del Big Bang, en particular el descubrimiento de un tenue resplandor proveniente de todas las direcciones. Pronto se hizo evidente que este resplandor era la radiación reliquia que quedaba del universo primitivo que hoy conocemos como el fondo cósmico de microondas .

Desde una perspectiva histórica, que Hoyle y Geoff siguieron siendo obstinados adherentes a la cosmología de Steady State, mucho después de que el consenso considerara que había sido refutado, eclipsó de alguna manera la luz que ambos iluminaron en numerosos misterios científicos a lo largo de sus carreras. El recuerdo de las contribuciones de Burbidge a la astronomía, por el contrario, no se ve afectado por la controversia.

Inteligentemente, rara vez ofreció su opinión públicamente sobre asuntos teóricos, ya sea dejando a Geoff para descartarlo o, si él estaba ausente, contribuyendo astutamente al debate al comenzar su argumento con: "Si Geoff estuviera aquí, él diría. . . Sarah siente que la razón de esto fue simple: nunca fue una teórica. "No creo que mamá alguna vez se haya preocupado sobre dónde podrían conducir las teorías de Fred", dice ella. "Recuerde que ella era una astrónoma observacional, centrada en sus observaciones y en la reducción de espectros".

Un nuevo misterio astronómico

Una fotografía aérea tomada alrededor de 1970 muestra a Burbidge sentado en la "jaula" del telescopio Shane de 3 metros (120 pulgadas) en el Observatorio Lick, propiedad y operado por la Universidad de California. Hoy en día, los observadores operan telescopios desde salas de control cómodamente calentadas, a veces a millas de distancia del domo real.
Sarah Burbidge

Habiendo ejercido estas formidables habilidades de observación en B2FH, Burbidge necesitaba un nuevo misterio científico para profundizar. Después de 10 años trabajando con Geoff midiendo la rotación de estrellas y gases en galaxias de disco y estudiando galaxias y cúmulos de galaxias peculiares, finalmente lo encontró en los objetos desconcertantes recientemente descubiertos que ahora llamamos cuásares o, como se los denominaba en ese momento, objetos cuasi estelares.

El primer cuásar identificado positivamente que se observó e identificó como tal, el 3C 273, causó una conmoción tremenda en la comunidad astronómica en 1963. Salvo cualquier física nueva, brillaba 40 veces más que las galaxias más brillantes conocidas. Además, tenía un desplazamiento hacia el rojo, lo que significa que su luz se desplaza hacia el extremo rojo del espectro debido a su movimiento alejado del espectador que la coloca mucho más allá de nuestra propia galaxia, a unos 2.500 millones de años luz de distancia.

Con solo unos pocos telescopios en todo el mundo que podían obtener espectros de quásares, Burbidge estaba en una posición ideal para unirse a la carrera para encontrar más cuásares con desplazamientos al rojo aún mayores, dado su acceso al telescopio Shane de 3 metros (120 pulgadas) en el Observatorio Lick . Esto lo hizo `` con una reputación de '' un conductor bastante formidable, `` literalmente iría rápidamente al observatorio en su Jaguar. Descubrió decenas de ejemplos, incluido el OQ 172 en el desplazamiento al rojo 3.53 en 1973, un cuásar que siguió siendo el más lejano conocido durante casi una década.

Aunque fascinantes, los cuásares presentaron un problema para Hoyle, Geoff y su banda menguante de compañeros partidarios del universo Steady State. A menos que se pudieran reunir algunas físicas nuevas propias de los quásares o que se hicieran observaciones de los cuásares desplazados al azul, estos desplazamientos al rojo eran cosmológicos, lo que indica que el universo se está expandiendo en todas partes y que esta expansión tuvo que venir del Big Bang. Como quedó claro que ninguno de estos sería próximo, las observaciones del quásar de Burbidge resultaron ser otro clavo en el ataúd del universo del Estado Estacionario. Sin embargo, Burbidge nunca lo vio de esa manera, manteniendo siempre una mente abierta.

Margaret todavía posee el Jaguar Mark II de 1961, que se muestra aquí detrás de Burbidges. Aunque ya no lo conduce, le encanta que Sarah y su nieto, Connor, la lleven.
Sarah Burbidge

Los últimos años de la carrera científica de Burbidge se dedicaron a sondear los espectros de las galaxias, determinando las rotaciones de las galaxias, las masas y la composición química y, por supuesto, investigando los quásares. También desempeñó un papel importante en el movimiento de la espectroscopía de observación hacia los cielos, ayudando a desarrollar el Espectrógrafo de Objetos Débiles (FOS) a bordo del Telescopio Espacial Hubble. El FOS fue uno de los instrumentos originales del Hubble, diseñado para detectar el estado físico y la composición química de objetos muy débiles como los quásares. Su última gran contribución científica fue liderar el equipo de análisis de datos de FOS. Entre otros hallazgos, este equipo proporcionó evidencia de la presencia de un agujero negro masivo en el centro de la galaxia elíptica cercana M87 (consulte la página 10 para obtener más información sobre M87).

Mientras el FOS del Hubble estaba produciendo nuevas ideas astronómicas en 1995, Fowler murió. Hoyle lo siguió en 2001, y Geoff falleció tristemente en 2010 a la edad de 84 años. Como resultado, durante casi una década Margaret ha seguido siendo el único miembro vivo de B2FH. En la víspera de su cumpleaños número 100, es un buen momento para reflexionar y aplaudir lo que ella y los otros miembros de B2FH lograron, así como todos los triunfos que puede reclamar con razón son suyos.

Me hiciste mirar hacia atrás durante sus 100 años, comenzando con las observaciones desde ese pequeño telescopio en Mill Hill en la década de 1940 hasta el desarrollo del Espectrógrafo de objetos débiles en el telescopio espacial Hubble, y es realmente bastante notable ", refleja Sarah. "Simplemente quería ser muy buena en su trabajo como astrónoma observacional, y yo diría que probablemente fue la mejor de su generación".


Triunfo sobre obstáculos

En su forma en gran parte tranquila y poco demostrativa, el manejo de Burbidge de los muchos momentos de discriminación que encontró durante su carrera inspiró a otras astrónomas a perseguir y alcanzar sus propias ambiciones.

1945
Con el final de la Segunda Guerra Mundial, Burbidge vio la oportunidad de obtener "acceso a telescopios más grandes, mejores instrumentos y cielos más despejados" en los Estados Unidos a través de un anuncio de una beca Carnegie en el Observatorio Mount Wilson. Sin embargo, sus esperanzas se desvanecieron de inmediato cuando su solicitud fue denegada, simplemente por su género. "Se activó un principio operativo rector en mi vida", dijo en sus memorias de 1994. “Si se frustra en los esfuerzos de uno por un muro de piedra. . . uno debe encontrar la manera de evitarlo ”. Diez años después, Geoff presentó otra solicitud, que fue aceptada. La pareja se quedó en una cabaña de verano separada en la montaña, lejos del dormitorio exclusivamente masculino, y Margaret solo estaba oficialmente allí como asistente de Geoff. En realidad, Geoff realizó el trabajo en el cuarto oscuro y fumó cigarros, mientras que Margaret finalmente pudo observar los cielos desde el Monte Wilson.

1971
El Annie Jump Cannon Award fue el premio más antiguo de la American Astronomical Society (AAS) y el único exclusivo para mujeres. Se le había otorgado a luminarias como Cecilia Payne-Gaposchkin y Helen Sawyer Hogg, por lo que no fue nada sorprendente cuando la AAS quería otorgarle a Burbidge el galardón. Lo sorprendente, en cambio, fue la carta de rechazo que Burbidge escribió en respuesta. En él, dijo que "es hora de que se elimine la discriminación a favor y en contra de las mujeres en la vida profesional, y un premio restringido a las mujeres está en esta categoría". Su negativa condujo a la creación del primer trabajo grupo sobre la situación de las mujeres en astronomía, y una mayor conciencia de la discriminación contra las mujeres y otros grupos minoritarios en astronomía.

1972
Solo un año después, Burbidge se convirtió en la primera mujer astrónoma en convertirse en miembro de la Academia Nacional de Ciencias, y en la primera directora del Observatorio Royal Greenwich, pero no fue elegida Astrónoma Real, la primera y única vez en la historia de la organización. esto ocurrió En cambio, Martin Ryle recibió el puesto. Si esto fue pura discriminación de género o un síntoma de travesuras políticas en la comunidad astronómica británica, aún no está claro. Lo que estaba claro era que Burbidge no quería involucrarse en la agitación dentro de la astronomía británica en ese momento, y ella presentó su renuncia solo un año y medio después.

1976
A pesar del rechazo del Premio Annie Jump Cannon, o tal vez por ello, Burbidge fue elegida la primera mujer presidenta de la AAS. En ese momento, la Enmienda de Igualdad de Derechos de los Estados Unidos, que garantiza los mismos derechos para todos los ciudadanos estadounidenses, independientemente de su género, había sido ratificada por todos menos cuatro estados de los 38 requeridos. (Un estado número 35, Indiana, ratificó en enero del año siguiente). Burbidge propuso a los miembros la idea de prohibir la celebración de reuniones anuales de AAS en los tres estados disidentes. Recibió respuestas altamente polarizadas, pero pasó por poco, ofreciendo una señal de apoyo de la AAS para las mujeres en la ciencia.

1983
B2FH fue un papel transformador que merecía los más altos elogios. Y en 1983 esto se reconoció cuando Fowler recibió el Premio Nobel de Física. Sin embargo, incluso Fowler se sorprendió por la omisión de sus colegas. Hoyle podría haber quedado fuera por varias razones: su postura sobre la teoría del Big Bang, las diversas ideas extravagantes que propuso en su vida posterior, o por fuertes críticas al comité en 1974 por premiar a Antony Hewish y no reconocer las contribuciones de Jocelyn Bell Burnell en descubrir el primer púlsar. Desde entonces, varios comentaristas han postulado que las omisiones de Bell Burnell y Nobel de Burbidge fueron solo dos de los muchos ejemplos de sexismo en astronomía. Burbidge sigue siendo característicamente reservado sobre el tema.


Este artículo apareció por primera vez en la edición de julio de 2019 de Sky & Telescope .